Trong các thập kỷ qua, kỹ thuật thu âm 3D vẫn còn là một điều gì đó thật mới lạ, và không được đánh giá cao vì nó sử dụng quá ít công nghệ hiện đại. Ngày nay, với các thiết bị thực tế ảo đòi hỏi chất lượng âm thanh phải chân thực và chính xác, công nghệ âm thanh 3D dường như đang trên đà phục hưng
Một trong những chuyên gia về âm thanh 3D hiện nay là giáo sư Edgar Choueiri, ông ngụ tại phía đông thành phố Manhattan. Giáo sư Edgar Choueiri là giáo sư giảng dạy môn cơ khí và không gian ở đại học Princeton, đồng thời cũng là người đứng đầu ban nghiên cứu âm thanh 3D và ứng dụng âm học. Hơn một thập kỷ qua, ông đã làm việc miệt mài để nghiên cứu, phát triển và ứng dụng hệ thống thu âm 3D - một phương pháp thu âm lâu đời để có thể thu được âm thanh 3D có chất lượng trung thực nhất. Nó cho ta âm trường cực kỳ chính xác như thật vậy, ta có thể nghe thấy tiếng chim trên đầu, tiếng thì thầm bên tai. Và nếu như ta đang thu âm cho một ban nhạc thì âm thanh các nhạc cụ sẽ có được vị trí chính xác nhất. giáo sư Choueiri nói.
Hệ thống thu âm 3D mô phỏng cách làm việc của đầu chúng ta. Cấu tạo của toàn bộ khung đầu là yếu tố tiên quyết quyết định cách chúng ta tiếp nhận âm thanh. Với cấu tạo mỗi tai ở mỗi bên đầu với phần sọ cứng và phần não mềm, âm thanh đi vào mỗi tai chúng ta với các thời điểm khác nhau. Âm thanh ở gần tai trái sẽ mất nhiều thời gian hơn để đi đến tai phải, và cũng có âm lượng to hơn ở một bên tai. Các sóng âm tương tác với thể chất của người nghe - như vành tai, đáy tai, đầu, không gian xung quanh đầu, tạo ra âm thanh nghe được khác nhau ở mỗi người nghe hay còn gọi là cơ chế truyền âm phụ thuộc vào đầu. Bộ não dựa vào các thay đổi của thời điểm và cường độ của sóng âm để định vị được vị trí âm thanh một cách chính xác nhất.
Quảng cáo
Trải nghiệm âm thanh 3D
Các bản thu thường được tạo ra theo hai cách: mono và stereo. Kỹ thuật mono sử dụng một micro để tiếp nhận âm thanh, trong khi stereo dùng đến hai micro được đặt cách xa nhau. Kỹ thuật thu âm 3D cũng sử dụng hai micro như stereo tuy nhiên hai micro này được đặt trên một hình nộm đầu người theo vị trí tương tự như hai tai người. Hình nộm này sẽ tạo ra các phản ứng và tương tác âm học tương tự như đầu người nên âm thanh thu được có chất lượng như khi nghe thật trong tự nhiên. Hiệu ứng âm thanh này được áp dụng tốt nhất trong tai nghe và với sự kết hợp giữa kỹ thật thu tốt, thiết bị thu chất lượng và một tai nghe cao cấp, ta có thể tạo ra âm thanh 3D trung thực nhất như đang nghe âm thanh tự nhiên.
Ảo giác tạo ra âm thanh 3D , tuy nhiên ta không nên nhầm lẫn nó với âm thanh bao quanh [surround]. Một hệ thống âm thanh surround sử dụng nhiều loa để tạo ra một âm trường 360 độ xung quanh người nghe, còn âm thanh 3D tái tạo lại âm thanh như nghe từ tai người, từ đó giúp âm thanh được tự nhiên hơn mà không phải thiết lập một binh đoàn loa to loa nhỏ đủ loại.
Nguồn gốc kỹ thuật thu âm 3D xuất phát từ Clement Ader, một kỹ sư người Pháp thế kỷ 19. Năm 1881, Ader giới thiệu thiết bị Theatrophone, một hệ thống truyền âm dạng điện thoại để phát thanh một buổi hòa nhạc Opera ở Paris. Các cặp micro thu âm được thiết đặt vị trí phía trước sân khấu khắp từ trái sang phải. Tín hiệu âm từ buổi hòa nhạc được truyền qua các đầu thu điện thoại đến người nghe. Và chỉ với một cặp thiết bị nhận tín hiệu ở mỗi tai, người nghe có thể thưởng thức vở nhạc kịch như đang ngồi ở các hàng ghế trước sân khấu.
Đầu thu 3D hình nộm Oscar.
Năm 1933, AT&T Bell Laboratories giới thiệu kỹ thuật âm thanh 3D tại Chicago Worlds Fair. Các kỹ sư của công ty sử dụng một hình nộm cơ khí mang tên Oscar, với micro thu âm gắn ở hai bên má phía trước tai. Oscar được đặt trong phòng kín để thu âm và người nghe phía ngoài dùng các thiết bị nhận tín hiệu để nghe thấy chính xác âm thanh mà hình nộm tiếp nhận. Kỹ thuật này cũng giống như cách mà Ader đã làm, tuy nhiên chất lượng âm thanh nhận được ở cả hai phát minh này đều khá tệ.
Trong suốt Thế Chiến II và các thập kỷ tiếp theo, sự phát triển của âm thanh 3D gặp nhiều trở ngại: các kỹ thuật quá đơn sơ không thể tạo ra được âm thanh chính xác và trung thực. Tuy nhiên vào năm 1973, Neumann, một công ty sản xuất micro thu âm nổi tiếng của Đức, đã cho ra đời KU-80, một mẫu thiết bị thu âm 3D. Thiết bị này bao gồm một đầu hình nộm với hai micro thu ở hai bên tai đây là vị trí thu chính xác nhất so với các thiết kế tiền nhiệm. Qua ba đợt phát triển, sản phẩm KU-100, được giới thiệu vào năm 1992, có thiết kế micro thu đa hướng đã có thể thu được âm thanh với chất lượng chính xác và trung thực rất cao. Nó tiếp tục trở thành một thiết bị thu tiên phong trong lĩnh vực thu âm 3D
Quảng cáo
Âm thanh 3D có ứng dụng khá tốt trong các lĩnh vực âm thanh như phát thanh radio hay các kỹ thuật âm thanh thực nghiệm. Gần đây, cộng đồng ASMR [Autonomous Sensory Meridian Response Community] còn sử dụng âm thanh 3D như một biện pháp giúp thư thái nhẹ nhàng đầu óc.
Một trong những video ASMR trên Youtube.
Gần một thế kỷ từ khi Theatrophones bị quên lãng, các nhà đầu tư đang bắt đầu chú ý lại đến các kỹ thuật âm thanh 3D. Richard Marks từng nói: Âm thanh 3D là một khía cạnh không thể thiếu đi kèm với hình ảnh trong các thiết bị thực tế ảo [VR]. Khi âm thanh được cảm nhận từ vị trí mà mắt ta nhìn thấy, cảm giác từ các trải nghiệm ảo tăng lên rất nhiều.Thêm âm thanh 3D vào các thiết bị hình ảnh VR giúp tăng thêm ấn tượng và chiều sâu cho trải nghệm của thiết bị đó.
Âm thanh 3D cũng mang lại trải nghiệm rộng rãi hơn so với mặt hình ảnh. Marks nói: Không giống như hình ảnh với giới hạn tầm nhìn, âm thanh 3D không có một giới hạn nào cả và có thể được trải nghiệm 360 độ một cách đầy đủ nhất. Chỉ với hình ảnh, người dùng có thể bỏ sót các chi tiết nhỏ nào đó, nhưng khi có thêm âm thanh 3D, ta có thể hướng họ đến một chi tiết nào đó trong toàn cảnh, tương tự như các kỹ thuật sử dụng trong các buổi hòa nhạc sống.
Thiết lập micro thu đa hướng của 3Dio.
Đạo diễn video Chris Milk cũng sử dụng công nghệ âm thanh 3D rất nhiều trong các tác phẩm của mình. Ông còn phát triển một hệ thống 3D để tạo ra âm thanh 360 độ tương ứng với hình ảnh 360 độ trong một vài VR video như "Hello, Again" trong buổi hòa nhạc của Beck. Ông nói: Nếu ta nhìn ra nhiều hướng, lúc đó âm thanh từ một hướng sẽ trở nên không thật. Chúng ta cần một cái gì đó có thể thay đổi dựa trên hướng chúng ta đang nhìn.
Quảng cáo
Ông tùy chỉnh hệ thống micro thu đa hướng một cách phù hợp bằng cách thêm vào đến 8 tai, với bốn cặp micro thu đặt ở chính xác mỗi 90 độ trên vòng đầu. Sau đó ông sử dụng một phần mềm có khả năng phân tích và thêm các hiệu ứng âm thanh cần thiết vào mỗi micro thu. Với một headset VR, người xem sẽ có một trải nghiệm ảo chính xác và trung thực nhất.
Jean-Pascal Beaudoin, giám đốc của Apollo Studios, còn nói thêm về sự quan trọng của âm thanh 3D trong ứng dụng thực tế ảo như sau: Nếu một âm thanh đến tai bạn từ bên trái, khi bạn quay sang bên trái đúng 90 độ, âm thanh đó lúc này sẽ ở ngay trước mặt bạn. Nếu không đúng như vậy thì sự chính xác sẽ không còn nữa.
Ông nói thêm: Tôi rất hứng thú với những gì chúng ta có thể ứng dụng với kỹ thuật âm thanh 3D .Từng bước chúng ta có thể càng ngày càng hoàn thiện kỹ thuật này để sử dụng với các thiết bị VR và hơn nữa.
Một ban nhạc đang thu âm với hình nộm dummyhead.
Tuy nhiên dù với các thành công đó, âm thanh 3D vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ VR. Theo Adam Somers, trưởng kỹ sư tại Jaunt và là một nhà sản xuất tại Palo Alto: Âm thanh vẫn chưa thật sự được chú trọng trong sản xuất các nội dung giải trí. Chúng ta quan tâm quá nhiều đến thiết kế hình ảnh, đồ họa, dù là cho trò chơi hay phim đi nữa, nhiều khi âm thanh chỉ là một phần cho có mà thôi. Nhưng khi đề cập về công nghệ VR, tích hợp kỹ thuật âm thanh 3D vào trước có thể giúp thiết kế và kiến tạo âm thanh về sau nhanh chóng và dễ dàng hơn.
Giáo sư Choueiri cũng đề cập đến một vấn đề khác, đó là với sự bắt đầu của công nghệ, âm thanh 3D chỉ được sử dụng gói gọn trong sản xuất tai nghe. Với loa, khi một tai nghe được âm thanh từ bên loa tương ứng với nó, nó cũng tiếp nhận thêm một phần âm thanh từ loa bên kia làm cho âm thanh bị loạn đi. Và thay vì nghe được âm thanh 3D , bộ não chúng ta chỉ làm công việc định vị âm thanh mà thôi.
Tuy chậm, nhưng kỹ thuật 3D đang dần dần trở thành trọng tâm trong công nghệ thực tế ảo. Các thiết bị như Crescent Bay của Oculus, Project Morpheus của Sony đang trên đà phát triển rất mạnh và ngày càng trở nên thông dụng. Như Adam Somers của Jaunt đã nói: Âm thanh 3D là tối quan trọng trong phát triển và ứng dụng VR. Nó chiếm 50% chất lượng của ứng dụng đó.
Nguồn : Theverge